[go: up one dir, main page]

DE102011110906A1 - A method and apparatus for controlling a high voltage battery connection for a hybrid powertrain system - Google Patents

A method and apparatus for controlling a high voltage battery connection for a hybrid powertrain system Download PDF

Info

Publication number
DE102011110906A1
DE102011110906A1 DE102011110906A DE102011110906A DE102011110906A1 DE 102011110906 A1 DE102011110906 A1 DE 102011110906A1 DE 102011110906 A DE102011110906 A DE 102011110906A DE 102011110906 A DE102011110906 A DE 102011110906A DE 102011110906 A1 DE102011110906 A1 DE 102011110906A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling
high voltage
voltage battery
torque
electrical power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011110906A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102011110906B4 (en
Inventor
Peter J. Savagian
Sean E. Gleason
James E. Tarchinski
Mohammad N. Anwar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of DE102011110906A1 publication Critical patent/DE102011110906A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102011110906B4 publication Critical patent/DE102011110906B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by AC motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/14Synchronous machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/44Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/441Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/44Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/443Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244Charge state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08Electric propulsion units
    • B60W2710/083Torque
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Ein Hybridantriebsstrangsystem weist eine elektrische Hochspannungsschaltung auf, die eine Hochspannungsbatterie und eine DC-Kopplung enthält, welche mit ersten und zweiten Gleichrichtern/Wechselrichtern gekoppelt ist, die mit ersten und zweiten Drehmomentmaschinen elektrisch verbunden sind. Ein Verfahren zum Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems umfasst, dass ein Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine empfangen wird, eine bevorzugte DC-Koppelspannung zum Erreichen des Motordrehmoments, das aus der zweiten Drehmomentmaschine befohlen wird, ermittelt wird und ein elektrischer Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv unterbrochen wird, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.A hybrid powertrain system includes a high voltage electrical circuit including a high voltage battery and a DC coupling coupled to first and second rectifiers / inverters electrically connected to first and second torque machines. A method of operating the hybrid powertrain system includes receiving a motor torque command for the second torque machine, determining a preferred DC link voltage to achieve the motor torque commanded from the second torque machine, and an electrical power flow between the high voltage battery and the DC link is selectively interrupted to achieve the preferred DC coupling voltage.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Diese Offenbarung betrifft elektrische Hochspannungssysteme für Fahrzeuge, die Antriebsstrangsysteme enthalten.This disclosure relates to high voltage electrical systems for vehicles incorporating powertrain systems.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und bilden möglicherweise nicht den Stand der Technik.The statements in this section provide only background information related to the present disclosure and may not form the prior art.

Bekannte Fahrzeugsysteme verwenden Hybridantriebsstrangarchitekturen, um zumindest einen Teil des benötigten. Antriebsdrehmoments zu erzeugen, der aus einem nicht mit Kohlenwasserstoffen versorgten Motor stammt, der eine elektrische Maschine umfasst, die elektrische Leistung in mechanisches Drehmoment transformiert. Antriebsstrangsarchitekturen können so ausgestaltet sein, dass sie ein Antriebsdrehmoment durch eine Getriebeeinrichtung an ein Abgabeelement übertagen. Derartige Antriebsstrangarchitekturen können seriell-hybride Konfigurationen, parallel-hybride Konfigurationen und verbundverzweigte hybride Konfigurationen umfassen. Elektrische Maschinen, die sowohl als Motoren als auch als Generatoren betrieben werden können, können gesteuert werden, um Drehmomenteingaben an das Getriebe unabhängig von einer Drehmomenteingabe von einer Brennkraftmaschine zu erzeugen. Die elektrischen Maschinen können auf kinetische Energie des Fahrzeugs, die durch den Fahrzeugendantrieb übertragen wird, reagieren und diese in elektrische Energie transformieren, die in einer elektrischen Energiespeichereinrichtung gespeichert werden kann. Ein Steuersystem überwacht verschiedene Eingaben vom Fahrzeug und vom Bediener und stellt eine Betriebssteuerung des Antriebsstrangs bereit, die das Steuern des Getriebebetriebsbereichszustands und von Gangschaltvorgängen, das Steuern der Drehmoment erzeugenden Einrichtungen und das Regeln des elektrischen Leistungsaustausches zwischen der elektrischen Energiespeichereinrichtung und den elektrischen Maschinen umfasst, um Drehmoment- und Drehzahlabgaben des Getriebes zu verwalten.Known vehicle systems use hybrid powertrain architectures to provide at least part of what is needed. To generate driving torque that comes from a non-hydrocarbon powered engine that includes an electric machine that transforms electrical power into mechanical torque. Powertrain architectures may be configured to transmit drive torque through a transmission device to a dispense element. Such powertrain architectures may include serial-hybrid configurations, parallel-hybrid configurations, and composite-branched hybrid configurations. Electric machines, which may be operated as both motors and generators, may be controlled to generate torque inputs to the transmission independently of torque input from an internal combustion engine. The electric machines can respond to kinetic energy of the vehicle transmitted by the vehicle driveline and transform it into electrical energy that can be stored in an electrical energy storage device. A control system monitors various inputs from the vehicle and the operator and provides powertrain operational control including controlling the transmission operating range status and gearshifts, controlling the torque-generative devices, and regulating the electrical power exchange between the electrical energy storage device and the electrical machines Manage torque and speed outputs of the transmission.

Bekannte elektrische Schaltungen zum Bereitstellen elektrischer Leistung an elektrische Maschinen enthalten eine elektrische Hochspannungs-DC-Energiespeichereinrichtung, die elektrische DC-Leistung mit Hilfe eines Hochspannungsbusses durch eine DC-Kopplung an einen Gleichrichter/Wechselrichter liefert, der die elektrische DC-Leistung in elektrische AC-Leistung transformiert, um die elektrische Maschine mit Leistung zu versorgen. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise eine mehrphasige synchrone AC-Maschine, die einen Stator und einen mit dem Stator magnetisch gekoppelten Rotor enthält.Known electrical circuits for providing electrical power to electrical machines include a high voltage electrical DC energy storage device that provides DC electrical power by DC coupling to a rectifier / inverter by DC coupling the electrical DC power into electrical AC power. Power transformed to power the electric machine. The electric machine is preferably a multi-phase synchronous AC machine including a stator and a rotor magnetically coupled to the stator.

Die Leistung einer elektrischen Maschine, speziell die Erzeugung von Drehmoment für entweder den Antrieb oder die mit dem regenerativen Bremsen verbundene Reaktion, ist durch die Größe der DC-Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter beschränkt.The performance of an electric machine, specifically the generation of torque for either the drive or the reaction associated with the regenerative braking, is limited by the magnitude of the DC voltage at the DC coupling to the rectifier / inverter.

Die Leistungskapazität der seriellen Strecke an den und von dem DC-Hochspannungsbus ist durch eine Größe der Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter beschränkt, was die Abgabe mechanischer Leistung von der elektrischen Maschine beeinflusst, die damit verbunden ist. Die Größe der Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter kann durch die Größe der DC-Spannung beschränkt sein, die von der elektrischen DC-Hochspannungsenergiespeichereinrichtung verfügbar ist und zu der und von der elektrischen DC-Hochspannungsenergie speichereinrichtung übertragen wird.The power capacity of the serial link to and from the DC high voltage bus is limited by a magnitude of the voltage at the DC coupling to the rectifier / inverter which affects the output of mechanical power from the electric machine connected thereto. The magnitude of the voltage at the DC coupling to the rectifier / inverter may be limited by the magnitude of the DC voltage available from the DC high voltage electrical energy storage device and transmitted to and from the DC high voltage electrical energy storage device.

Eine bekannte Lösung zum Erhöhen der Größe einer Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter umfasst die Verwendung einer elektrischen DC-Hochspannungsenergiespeichereinrichtung, die ein höheres Spannungsniveau als die elektrische DC-Hochspannungsenergiespeichereinrichtung aufweist. Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Erhöhen der Größe einer Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter umfasst das Hinzufügen eines DC/DC-Aufwärtswandlers zwischen der elektrischen DC-Hochspannungsenergiespeichereinrichtung und der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter. Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Erhöhen der Größe der Spannung an der DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter umfasst das Hinzufügen einer Ultrakondensatorbank zu der DC-Kopplunng mit dem Gleichrichter/Wechselrichter. Jede dieser bekannten Lösungen braucht Einbauraum im Fahrzeug, erhöht das Gewicht und erhöht die Komplexität des elektrischen Systems.One known solution for increasing the magnitude of a voltage across the DC coupling to the rectifier / inverter involves the use of a high voltage DC electrical energy storage device that has a higher voltage level than the high voltage DC electrical energy storage device. Another known method for increasing the magnitude of a voltage across the DC coupling to the rectifier / inverter involves adding a DC / DC boost converter between the DC high voltage electrical energy storage device and the DC coupling to the rectifier / inverter. Another known method of increasing the magnitude of the voltage at the DC coupling to the rectifier / inverter involves adding an ultra-capacitor bank to the DC coupling to the rectifier / inverter. Each of these known solutions requires installation space in the vehicle, increases the weight and increases the complexity of the electrical system.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Ein Hybridantriebsstrangsystem weist eine elektrische Hochspannungsschaltung auf, die eine Hochspannungsbatterie und eine DC-Kopplung enthält, die mit ersten und zweiten Gleichrichtern/Wechselrichtern gekoppelt ist, welche mit ersten und zweiten Drehmomentmaschinen elektrisch verbunden sind. Ein Verfahren zum Betreiben des Hybridantriebsstrangsystems umfasst, dass ein Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine empfangen wird, eine bevorzugte DC-Koppelspannung zum Erreichen des befohlenen Motordrehmoments durch die zweite Drehmomentmnaschine ermittelt wird und der Fluss elektrischer Leistung zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv unterbrochen wird, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.A hybrid powertrain system includes a high voltage electrical circuit including a high voltage battery and a DC coupling coupled to first and second rectifiers / inverters electrically connected to first and second torque machines. One method of operating the hybrid powertrain system includes receiving a motor torque command for the second torque machine, a preferred DC link voltage to achieve the commanded one Motor torque is determined by the second Drehmomentmnaschine and the flow of electrical power between the high voltage battery and the DC coupling is selectively interrupted to achieve the preferred DC coupling voltage.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One or more embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine Zeichnung eines Fahrzeugs schematisch zeigt, das ein Hybridantriebsstrangsystem mit einer Kraftmaschine, einem Hybridgetriebe, einer Drehmomentmaschine und einem Endantrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält; 1 schematically illustrates a drawing of a vehicle including a hybrid powertrain system including an engine, a hybrid transmission, a torque machine, and a driveline in accordance with the present disclosure;

2 Details einer elektrischen Schaltung eines Hybridantriebsstrangsystems schematisch zeigt, das eine mit einem Hochspannungsbus verbundene Hochspannungsbatterie, welcher mit einem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul und ersten und zweiten Drehmomentmaschinen verbunden ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält; 2 Schematically showing details of an electric circuit of a hybrid powertrain system including a high voltage battery connected to a high voltage bus connected to a rectifier / inverter module and first and second torque machines according to the present disclosure;

3 ein Steuerschema zum Steuern der Arbeitsweise einer elektrischen Schaltung für einen Hybridantriebsstrang gemäß der vorliegenden Offenbarung schematisch zeigt; und 3 schematically shows a control scheme for controlling the operation of an electric circuit for a hybrid powertrain according to the present disclosure; and

4 eine simulierte Arbeitsweise eines Hybridantriebsstrangssystems graphisch zeigt, welches das mit Bezug auf 3 beschriebene Steuerschema gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet. 4 FIG. 2 graphically depicts a simulated operation of a hybrid powertrain system, which is described with reference to FIG 3 described control scheme according to the present disclosure.

GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION

Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zum Zweck der Darstellung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck deren Einschränkung gedacht ist, zeigt 1 auf schematische Weise ein Fahrzeug 100, das ein Hybridantriebsstrangsystem 20 enthält, das mit einem Endantrieb 60 gekoppelt ist und durch ein Steuersystem 10 gesteuert wird. In der gesamten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Das Hybridantriebsstrangsystem 20 enthält eine mechanische Leistungsstrecke, die eine Kraftmaschine 40 und erste und zweite elektrisch betriebene Drehmomentmaschinen (MG A) 35A und (MG B) 35B enthält, die mit einem Hybridgetriebe 50 mechanisch gekoppelt sind, das ein Abgabeclement 62 aufweist, das mit dem Endantrieb 60 gekoppelt ist. Eine elektrische Hochspannungsschaltung enthält eine Hochspannungsbatterie 25, die mit Hilfe eines Hochspannungsbusses 29 mit einem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 elektrisch verbunden ist. Das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 enthält erste und zweite elektrische Gleichrichter/Wechselrichter 32A bzw. 32B.Referring now to the drawings, wherein the illustrated is intended only for the purpose of illustrating certain example embodiments and not for the purpose of limiting the same 1 a schematic way a vehicle 100 that is a hybrid powertrain system 20 contains that with a final drive 60 is coupled and through a tax system 10 is controlled. Throughout the description, like reference numerals designate like elements. The hybrid powertrain system 20 contains a mechanical power train that is an engine 40 and first and second electrically operated torque machines (MG A) 35A and (MG B) 35B Contains that with a hybrid transmission 50 are mechanically coupled, which is a Abgabeclement 62 has that with the final drive 60 is coupled. A high voltage electrical circuit includes a high voltage battery 25 using a high voltage bus 29 with a rectifier / inverter module 30 electrically connected. The rectifier / inverter module 30 contains first and second electrical rectifier / inverter 32A respectively. 32B ,

Die Kraftmaschine 40 ist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern und Kraftstoffdirekteinspritzung, die Kraftstoff durch einen Verbrennungsprozess in mechanische Leistung umsetzt. Die Kraftmaschine 40 ist mit einer Vielzahl von Stellgliedern und Erfassungseinrichtungen zum Überwachen der Arbeitsweise und zum Liefern von Kraftstoff zum Bilden einer Verbrennungsladung ausgestattet, um ein Drehmoment zu erzeugen, das auf eine Bedienerdrehmomentanforderung anspricht. Bei einer Ausführungsform ist die Kraftmaschine 40 so ausgestaltet, dass sie als Zündfunken-Kraftmaschine arbeitet, wobei der Verbrennungszeitpunkt und das zugehörige Kraftmaschinendrehmoment durch das Frühverstellen oder Spätverstellen des Zündfunkenzündzeitpunkts gesteuert werden. Alternativ ist die Kraftmaschine 40 ausgestaltet, um als eine Kompressionszündungs-Kraftmaschine zu arbeiten, wobei der Verbrennungszeitpunkt und das zugehörige Kraftmaschinendrehmoment durch das Frühverstellen oder Spätverstellen des Zeitpunkts von Kraftstoffeinspritzereignissen gesteuert werden.The engine 40 is preferably an internal combustion engine with multiple cylinders and direct fuel injection, which converts fuel through a combustion process into mechanical power. The engine 40 is equipped with a plurality of actuators and detection means for monitoring the operation and supplying fuel for forming a combustion charge to generate a torque responsive to an operator torque request. In one embodiment, the engine is 40 is configured to operate as a spark engine, wherein the combustion timing and associated engine torque are controlled by advancing or retarding the spark firing timing. Alternatively, the engine 40 configured to operate as a compression ignition engine, wherein the combustion timing and associated engine torque are controlled by advancing or retarding the timing of fuel injection events.

Die erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B enthalten vorzugsweise mehrphasige Elektromotoren/Generatoren, die ausgestaltet sind, um gespeicherte elektrische Energie in mechanische Leistung umzusetzen und um mechanische Leistung in elektrische Energie umzusetzen, die in der Hochspannungsbatterie 25 gespeichert werden kann.The first and second torque machines 35A and 35B preferably include multi-phase electric motors / generators configured to convert stored electrical energy into mechanical power and to convert mechanical power into electrical energy stored in the high voltage battery 25 can be stored.

Das Getriebe 50 enthält vorzugsweise einen oder mehrere Differentialgetriebesätze und aktivierbare Kupplungskomponenten, um eine Drehmomentübertragung über einen Drehzahlbereich hinweg zwischen der Kraftmaschine 40, der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 35A und 358 und einem mit einem Fahrzeugendantrieb 60 gekoppelten Abgabeelement 62 zu bewirken.The gear 50 preferably includes one or more differential gear sets and activatable clutch components for torque transfer across a range of speeds between the engine 40 , the first and second torque machines 35A and 358 and one with a vehicle driveline 60 coupled delivery element 62 to effect.

Der Endantrieb 60 kann eine Differentialgetriebeeinrichtung 65 enthalten, die mit einer Achse 64 oder einer Halbwelle mechanisch gekoppelt ist, welche bei einer Ausführungsform mit einem Rad 66 mechanisch gekoppelt ist. Die Differentialgetriebeeinrichtung 65 ist auch mit dem Abgabeelement 62 des Hybridantriebsstrangssystems 20 gekoppelt. Der Endantrieb 60 überträgt Antriebsleistung zwischen dem Hybridgetriebe 50 und einer Straßenoberfläche.The final drive 60 can be a differential gear device 65 included with an axis 64 or mechanically coupled to a half-wave, which in one embodiment with a wheel 66 is mechanically coupled. The differential gear device 65 is also with the delivery element 62 the hybrid powertrain system 20 coupled. The final drive 60 transfers drive power between the hybrid transmission 50 and a road surface.

In der Kraftmaschine 40 entstehende mechanische Leistung kann über ein Eingabeelement 33 an die erste Drehmomentmaschine 35A und über das Hybridgetriebe 50 an das Abgabeelement 62 übertragen werden. In der ersten Drehmomentmaschine 35A entstehende mechanische Leistung kann über das Eingabeelement 33 an die Kraftmaschine 40 und über das Hybridgetriebe 50 an das Abgabeelement 62 übertragen werden. In der zweiten Drehmomentmaschine 35B entstehende mechanische Leistung kann über das Hybridgetriebe 50 an das Abgabeelement 62 übertragen werden. Mechanische Leistung kann zwischen dem Hybridgetriebe 50 und dem Endantrieb 60 über das Abgabeelement 62 übertragen werden. Mit einer derartigen mechanischen Leistungsübertragung verbundene Betriebsparameter umfassen ein Abgabedrehmoment To und eine Abgabedrehzahl No.In the engine 40 resulting mechanical power can via an input element 33 to the first torque machine 35A and about the hybrid transmission 50 to the delivery element 62 be transmitted. In the first torque machine 35A resulting mechanical power can over the input element 33 to the engine 40 and about the hybrid transmission 50 to the delivery element 62 be transmitted. In the second torque machine 35B Mechanical power can be generated via the hybrid transmission 50 to the delivery element 62 be transmitted. Mechanical power can be between the hybrid transmission 50 and the final drive 60 via the delivery element 62 be transmitted. Operating parameters associated with such mechanical power transmission include an output torque T o and a output speed N o .

Die Hochspannungsbatterie 25 speichert potentielle elektrische Energie und ist über einen Hochspannungsbus 29, der eine positive Seite 29A und eine negative Seite 29B enthält, mit dem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 elektrisch verbunden, das mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 35A und 35B verbunden ist, um dazwischen elektrische Leistung zu übertragen. Es ist festzustellen, dass die Hochspannungsbatterie 25 eine elektrische Energiespeichereinrichtung ist, die eine Vielzahl elektrischer Zellen, Ultrakondensatoren und anderer Einrichtungen, die zum Speichern elektrischer Energie im Fahrzeug ausgestaltet sind, enthalten kann. Eine beispielhafte Hochspannungsbatterie 25 enthält eine Vielzahl von Lithium-Ionen-Zellen. Mit der Hochspannungsbatterie 25 verbundene Parameterzustände enthalten einen Ladezustand, eine Temperatur, eine verfügbare Spannung und eine verfügbare Batterieleistung, die alle vom Steuersystem 10 überwacht werden. Die verfügbare Batterieleistung beschreibt Batterieleistungsgrenzen, die einen zulässigen. Bereich zwischen einer minimalen und einer maximalen zulässigen Batterieleistung enthalten, welche als eine maximale Ladeleistung (Pbat-Max Ladung) und eine maximale Entladeleistung (Pbat-Max Entladung) beschrieben werden. Es ist festzustellen, dass die Batterieleistung mit Hilfe eines Parameters gemessen wird, der regelmäßig überwacht werden kann, z. B. des Ladezustands (SOC) oder eines anderen geeigneten Parameters. Die zulässigen Batterieleistungsgrenzen sind vorzugsweise bei Schwellenwertniveaus festgelegt, um sowohl ein übermäßiges Laden als auch ein übermäßiges Entladen der Hochspannungsbatterie 25 zu verhindern, was zu einer Verringerung der Lebensdauer derselben führen kann.The high voltage battery 25 stores potential electrical energy and is over a high voltage bus 29 who has a positive side 29A and a negative side 29B contains, with the rectifier / inverter module 30 electrically connected to the first and second torque machines 35A and 35B connected to transmit electrical power in between. It should be noted that the high voltage battery 25 an electrical energy storage device may include a plurality of electrical cells, ultracapacitors and other devices configured to store electrical energy in the vehicle. An exemplary high-voltage battery 25 contains a variety of lithium-ion cells. With the high voltage battery 25 Connected parameter states include a state of charge, temperature, available voltage, and available battery power, all from the control system 10 be monitored. The available battery power describes battery power limits that are permissible. Range between a minimum and a maximum allowable battery power, which are described as a maximum charging power (Pbat-Max charge) and a maximum discharge power (Pbat-Max discharge). It should be noted that the battery power is measured using a parameter that can be monitored regularly, eg. As the state of charge (SOC) or another suitable parameter. The allowable battery power limits are preferably set at threshold levels to both over-charge and over-discharge the high voltage battery 25 which can lead to a reduction in their lifetime.

Das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 enthält erste und zweite Gleichrichter/Wechselrichter (IMA) 32A und (IMB) 32B, die mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 35A bzw. 35B elektrisch verbunden sind. Die erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B interagieren mit dem jeweiligen ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B, um gespeicherte elektrische Energie in mechanische Leistung umzusetzen und um mechanische Leistung in elektrische Energie umzusetzen, die in der Hochspannungsbatterie 25 gespeichert werden kann. Es ist festzustellen, dass der erste und zweite elektrische Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B betrieben werden können, um elektrische Hochspannungs-DC-Leistung in elektrische Hochspannungs-AC-Leistung zu transformieren und auch betrieben werden können, um elektrische Hochspannungs-AC-Leistung in elektrische Hochspannungs-DC-Leistung zu transformieren. Elektrische Leistung, die in der ersten Drehmomentmaschine 35A entsteht, kann über das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 und den Hochspannungsbus 29 an die Hochspannungsbatterie 25 und über das Gleichrichter/Wechselrichtermodul 30 an die zweite Drehmomentmaschine 35B elektrisch übertragen werden. Elektrische Leistung, die in der zweiten Drehmomentmaschine 35B entsteht, kann über das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 und den Hochspannungsbus 29 an die Hochspannungsbatterie 25 und über das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 an die erste Drehmomentmaschine 35A elektrisch übertragen werden. Zusätzliche Details mit Bezug auf ein beispielhaftes Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 werden mit Bezug auf 2 und die zugehörige Beschreibung bereitgestellt.The rectifier / inverter module 30 contains first and second rectifier / inverter (IMA) 32A and (IMB) 32B that with the first and second torque machine 35A respectively. 35B are electrically connected. The first and second torque machines 35A and 35B interact with the respective first and second rectifier / inverter 32A and 32B to convert stored electrical energy into mechanical power and to convert mechanical power into electrical energy stored in the high voltage battery 25 can be stored. It should be noted that the first and second electrical rectifier / inverter 32A and 32B can be operated to transform electrical high voltage DC power into high voltage electric AC power and also can be operated to transform high voltage electric AC power into high voltage electric DC power. Electrical power in the first torque machine 35A can be created via the rectifier / inverter module 30 and the high-voltage bus 29 to the high voltage battery 25 and via the rectifier / inverter module 30 to the second torque machine 35B be transmitted electrically. Electrical power in the second torque machine 35B can be created via the rectifier / inverter module 30 and the high-voltage bus 29 to the high voltage battery 25 and via the rectifier / inverter module 30 to the first torque machine 35A be transmitted electrically. Additional details with respect to an exemplary rectifier / inverter module 30 be related to 2 and the associated description provided.

Das Steuersystem 10 enthält ein Steuermodul 12, das mit einer Bedienerschnittstelle 14 signaltechnisch verbunden ist. Das Steuermodul 12 enthält eine elektrische Niederspannungs-Stromversorgung, um geregelte elektrische Leistung dorthin zu liefern. Es ist festzustellen, dass es eine Vielzahl von Mensch/Maschine-Schnittstelleneinrichtungen gibt, durch die der Fahrzeugbediener die Arbeitsweise des Fahrzeugs 100 befiehlt, welche beispielsweise einen Zündschalter, um es einem Bediener zu ermöglichen, die Kraftmaschine 40 anzukurbeln und zu starten, ein Gaspedal, ein Bremspedal und einen Getriebebereichswahlhebel (PRNDL) enthalten. Obwohl das Steuermodul 12 und die Bedienerschnittstelle 14 als individuelle diskrete Elemente gezeigt sind, dient diese Darstellung nur zur Erleichterung der Beschreibung. Es ist festzustellen, dass die Funktionen, die so beschrieben sind, dass sie vom Steuermodul 12 ausgeführt werden, in eine oder mehrere Einrichtungen kombiniert sein können, z. B. in Software, Hardware und/oder einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) und Unterstützungsschaltungen, die separat und getrennt vom Steuermodul 12 sind, implementiert sein können. Es ist festzustellen, dass eine Informationsübertragung an das und von dem Steuermodul 12 unter Verwendung einer oder mehrerer Kommunikationsstrecken, z. B. dem Kommunikationsbus 18, bewerkstelligt werden kann, welche eine direkte Verbindung, einen lokalen Netzwerkbus und/oder einen seriellen peripheren Schnittstellenbus enthalten können.The tax system 10 contains a control module 12 that with a server interface 14 is technically connected. The control module 12 Includes a low voltage electrical power supply to deliver regulated electrical power there. It will be appreciated that there are a variety of human-machine interface devices by which the vehicle operator controls the operation of the vehicle 100 commanding, for example, an ignition switch to allow an operator, the engine 40 To crank and start, an accelerator pedal, a brake pedal and a transmission range selector lever (PRNDL) included. Although the control module 12 and the operator interface 14 are shown as individual discrete elements, this representation is only to facilitate the description. It should be noted that the functions are described as being from the control module 12 be executed, may be combined in one or more devices, for. In software, hardware and / or an application specific integrated circuit (ASIC) and support circuitry separate and separate from the control module 12 are, can be implemented. It should be noted that an information transfer to and from the control module 12 using one or more communication links, e.g. B. the communication bus 18 , which may include a direct connection, a local network bus and / or a serial peripheral interface bus.

Das Steuermodul 12 ist vorzugsweise signaltechnisch und funktional mit individuellen Elementen des Hybridantriebsstrangsystems 20 über den Kommunikationsbus 18 verbunden. Das Steuermodul 12 ist mit den Erfassungseinrichtungen der Hochspannungsbatterie 25, des Gleichrichter/Wechselrichter-Moduls 30, der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 35A und 35B, der Kraftmaschine 40 und des Hybridgetriebes 50 signaltechnisch verbunden, um deren Arbeitsweise zu überwachen und deren Parameterzustände zu ermitteln.The control module 12 is preferably signaling and functional with individual elements of the hybrid powertrain system 20 over the communication bus 18 connected. The control module 12 is with the detection devices of the high voltage battery 25 , the rectifier / inverter module 30 , the first and second torque machines 35A and 35B , the power machine 40 and the hybrid transmission 50 signal-technically connected in order to monitor their mode of operation and to determine their parameter states.

Überwachte Parameterzustände der Kraftmaschine 40 umfassen vorzugsweise die Kraftmaschinendrehzahl (Ni), das Kraftmaschinendrehmoment (Ti) oder die Kraftmaschinenlast und die Temperatur. Überwachte Parameterzustände des Hybridgetriebes 50 umfassen vorzugsweise die Drehzahl und den Hydraulikdruck an einer Vielzahl von Stellen, aus denen Parameterzustände ermittelt werden können, welche das Anwenden spezifischer Drehmomentübertragungskupplungen umfassen. Überwachte Parameterzustände der Drehmomentmaschinen 35 umfassen vorzugsweise Drehzahlen NA und NB für die jeweilige erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B. Überwachte Parameterzustände der Drehmomentmaschinen umfassen vorzugsweise Leistungsflüsse, z. B. einen elektrischen Stromfluss, aus denen ein Parameterzustand für Motordrehmomente TA bzw. TB ermittelt werden kann. Überwachte Parameterzustände der Hochspannungsbatterie 25 umfassen die Batterieleistung und die Batterietemperatur.Monitored parameter states of the engine 40 Preferably, the engine speed (Ni), the engine torque (Ti), or the engine load and the temperature. Monitored parameter states of the hybrid transmission 50 Preferably, the speed and hydraulic pressure are at a plurality of locations from which parameter conditions may be determined, including applying specific torque-transmitting clutches. Monitored parameter states of the torque machines 35 preferably include speeds N A and N B for the respective first and second torque machines 35A and 35B , Monitored parameter states of the torque machines preferably include power flows, e.g. B. an electric current flow from which a parameter state for engine torques T A and T B can be determined. Monitored parameter states of the high-voltage battery 25 include the battery power and the battery temperature.

Das Steuermodul 12 ist mit den Stellgliedern des Gleichrichter/Wechselrichter-Moduls 30 einschließlich des ersten und zweiten Gleichrichters/Wechselrichters 32A und 32B, der Kraftmaschine 40 und des Hybridgetriebes 50 funktional verbunden, um deren Arbeitsweise gemäß ausgeführten Steuerschemata zu steuern, die in der Form von Algorithmen und Kalibrierungen und gespeichert sind. Es ist festzustellen, dass sowohl der erste als auch der zweite Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B elektrische Leistung in einer Weise transformieren, die geeignet ist, um Drehmoment in der ersten und/oder zweiten Drehmomentmaschine 35A und 35B zu erzeugen, und mechanische Leistung auf eine Weise transformieren, die geeignet ist, um elektrische Leistung mit der ersten und/oder zweiten Drehmomentmaschine 35A und 35B in Abhängigkeit. von Drehmomenteingaben und Betriebsbedingungen zu erzeugen.The control module 12 is with the actuators of the rectifier / inverter module 30 including the first and second rectifier / inverter 32A and 32B , the power machine 40 and the hybrid transmission 50 functionally connected to control their operation in accordance with executed control schemes, which are in the form of algorithms and calibrations and stored. It should be noted that both the first and the second rectifier / inverter 32A and 32B transform electrical power in a manner suitable to torque in the first and / or second torque machine 35A and 35B and transform mechanical power in a manner suitable for electrical power with the first and / or second torque machines 35A and 35B dependent on. of torque inputs and operating conditions.

Das Steuermodul 12 führt Steuerschemata aus, um eine Arbeitsweise der Kraftmaschine 40 in Koordination mit dem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 zu steuern, um die Gesamtarbeitsweise des Hybridantriebsstrangsystems 20 zu steuern, um die Übertragung mechanischer Leistung an den Endantrieb 60 zu verwalten und um den elektrischen Leistungsfluss an die Hochspannungsbatterie 25 zu verwalten. Derartige Steuerschemata umfassen, dass die Arbeitsweise der Kraftmaschine 40 mit zulässigen Batterieleistungsgrenzen, die mit der Hochspannungsbatterie 25 verbunden sind, ausgeglichen wird, wobei ein Abgabedrehmoment an den Endantrieb 60 erreicht wird, das auf eine Bedienerdrehmomentanforderung anspricht. Dies umfasst, dass die Arbeitsweise der Kraftmaschine 40 gesteuert wird, um eine bevorzugte Kraftmaschinendrehzahl zu erreichen, die mit einem Spitzenwirkungsgrad oder einem anderweitig bevorzugten Wirkungsgrad verbunden ist.The control module 12 implements control schemes to a mode of operation of the engine 40 in coordination with the rectifier / inverter module 30 to control the overall operation of the hybrid powertrain system 20 to control the transmission of mechanical power to the driveline 60 and manage the electrical power flow to the high voltage battery 25 manage. Such control schemes include that of the operation of the engine 40 with acceptable battery power limits with the high voltage battery 25 are balanced, with an output torque to the final drive 60 is reached, which responds to an operator torque request. This includes the operation of the engine 40 is controlled to achieve a preferred engine speed associated with a peak efficiency or otherwise preferred efficiency.

Steuermodul, Modul, Controller, Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bezeichnen eine beliebige geeignete oder verschiedene Kombinationen aus einer oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerk, usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, kombinatorische Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Einrichtungen, geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Das Steuermodul 12 weist einen Satz von Steueralgorithmen auf, die residente Softwareprogrammanweisungen und Kalibrierungen enthalten, die im Speicher gespeichert sind ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Die Algorithmen werden vorzugsweise während voreingestellter Schleifenzyklen ausgeführt. Die Algorithmen werden etwa von einer zentralen Verarbeitungseinheit ausgeführt und können betrieben werden, um Eingaben von Erfassungseinrichtungen und anderen Netzwerksteuermodulen zu überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen zur Steuerung der Arbeitsweise von Stellgliedern auszuführen. Schleifenzyklen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, zum Beispiel alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines andauernden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Algorithmen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.Control module, module, controller, control unit, processor and similar terms designate any suitable or various combinations of one or more application specific integrated circuits (ASIC), electronic circuits, central processing units (preferably microprocessors) and associated random access memory and mass memory (read-only memory, programmable read-only memory, Random access memory, hard disk drive, etc.) executing one or more software or firmware programs, combinatorial logic circuits, input / output circuits and devices, appropriate signal conditioning and buffer circuits, and other suitable components that provide the described functionality. The control module 12 has a set of control algorithms containing resident software program instructions and calibrations stored in memory to provide the desired functions. The algorithms are preferably executed during preset loop cycles. The algorithms are executed by, for example, a central processing unit and may be operated to monitor inputs from detectors and other network control modules and to perform control and diagnostic routines for controlling the operation of actuators. Loop cycles may be performed at regular intervals, for example, every 3.125, 6.25, 12.5, 25, and 100 milliseconds during ongoing engine and vehicle operation. Alternatively, algorithms may be executed in response to the occurrence of an event.

2 zeigt auf schematische Weise Details einer elektrischen Schaltung, die die Hochspannungsbatterie 25, den Hochspannungsbus 29 einschließlich der positiven Seite 29A und der negativen Seite 29B, das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul 30 und die erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B enthält. Eine DC-Kopplung 31, die positive und negative DC-Koppelstromschienen 31A bzw. 31B enthält, ist sowohl mit dem ersten als auch dem zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B gekoppelt. Ein Hochspannungs-Filterkondensator 33 ist zwischen der positiven und negativen DC-Kopplung 31A bzw. 31B elektrisch verbunden. Ein steuerbarer Entladeschalter 34, vorzugsweise in Reihe mit einem Widerstandselement, ist über die DC-Kopplung, d. h. zwischen der positiven und der negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B elektrisch gekoppelt. Eine Schaltereinrichtung 36 ist zwischen der positiven DC-Koppelstromschiene 31A und der positiven Seite 29A des Hochspannungsbusses 29 platziert. Die negative DC-Koppelstromschiene 31B ist mit der negativen Seite 29B des Hochspannungsbusses direkt gekoppelt. Alternativ kann die Schaltereinrichtung 36 zwischen der negativen DC-Koppelstromschiene 31B und der negativen Seite 29A des Hochspannungsbusses 29 platziert sein und die positive DC-Koppelstromschiene 31A kann mit der positiven Seite 29A des Hochspannungsbusses direkt gekoppelt sein. Die Schaltereinrichtung 36 und/oder der Entladeschalter 34 sind steuerbar, um den Hochspannungsbus 29 und die DC-Kopplung 31 selektiv elektrisch zu koppeln und zu entkoppeln, wie hier nachstehend in weiterem funktionalem Detail beschrieben ist. Die Schaltereinrichtung 36 und der Entladeschalter 34 sind mit dem Steuermodul 12 elektrisch verbunden und werden von diesem gesteuert. Bei einer Ausführungsform enthält die Schaltereinrichtung 36 ein Paar von Rücken an Rücken angeordneten Leistungstransistoren, z. B. IGBT/FWD oder MOSFET/FWD-Einrichtungen, die parallel geschaltet sind, um ein Fließen von elektrischem Strom in beide Richtungen zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B individuell zu steuern. Alternativ enthält die Schaltereinrichtung 36 einen einzigen Leistungstransistor, z. B. eine IGBT- oder MOSFET-Einrichtung, die mit einer in Durchlassrichtung vorgespannten Diodeneinrichtung parallel geschaltet ist. Alternativ enthält die Schaltereinrichtung 36 eine mechanische Schaltereinrichtung mit hoher Geschwindigkeit und hoher Spannung. 2 schematically shows details of an electrical circuit that the high voltage battery 25 , the high voltage bus 29 including the positive side 29A and the negative side 29B , the rectifier / inverter module 30 and the first and second torque machines 35A and 35B contains. A DC coupling 31 , the positive and negative DC link busbars 31A respectively. 31B contains is with both the first and the second rectifier / inverter 32A and 32B coupled. A high voltage filter capacitor 33 is between the positive and the negative DC coupling 31A respectively. 31B electrically connected. A controllable discharge switch 34 , preferably in series with a resistive element, is across the DC coupling, ie between the positive and negative DC busbars 31A and 31B electrically coupled. A switch device 36 is between the positive DC link busbar 31A and the positive side 29A of the high voltage bus 29 placed. The negative DC link busbar 31B is with the negative side 29B the high voltage bus directly coupled. Alternatively, the switch device 36 between the negative DC busbar 31B and the negative side 29A of the high voltage bus 29 be placed and the positive DC busbar 31A can with the positive side 29A be coupled directly to the high voltage bus. The switch device 36 and / or the discharge switch 34 are controllable to the high voltage bus 29 and the DC coupling 31 to selectively couple and decouple electrically as described in further detail below. The switch device 36 and the discharge switch 34 are with the control module 12 electrically connected and are controlled by this. In one embodiment, the switch means includes 36 a pair of back-to-back power transistors, e.g. IGBT / FWD or MOSFET / FWD devices connected in parallel to allow electric current to flow in both directions between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B to control individually. Alternatively, the switch device contains 36 a single power transistor, e.g. B. an IGBT or MOSFET device which is connected in parallel with a forward biased diode device. Alternatively, the switch device contains 36 a mechanical switch device with high speed and high voltage.

Das Spannungspotential über der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B über dem Hochspannungs-Filterkondensator 33 kann verwendet werden, um die zweite Drehmomentmaschine 35B unter Verwendung des zweiten Gleichrichters/Wechselrichters 32B anzutreiben, um ein Antriebsdrehmoment an den Endantrieb 60 zu liefern.The voltage potential across the positive and negative DC busbars 31A and 31B over the high voltage filter capacitor 33 Can be used to the second torque machine 35B using the second rectifier / inverter 32B to propel a drive torque to the driveline 60 to deliver.

Die Kraftmaschine 40 kann verwendet werden, um mechanische Leistung an die erste Drehmomentmaschine 35A zu übertragen. Die erste Drehmomentmaschine 35A in Verbindung mit dem ersten Gleichrichter/Wechselrichter 32A erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung der mechanischen Leistung. Die erzeugte elektrische Leistung wird an die positive und negative DC-Koppelstromschiene 31A und 31B übertragen und von dort an entweder den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A zum Betreiben der zweiten Drehmomentmaschine 35B oder den Hochspannungsbus 29 zum Aufladen der Hochspannungsbatterie 25 unter Verwendung von Energie- und Drehmomentausgleichsgleichungen, oder an beide.The engine 40 Can be used to apply mechanical power to the first torque machine 35A transferred to. The first torque machine 35A in conjunction with the first rectifier / inverter 32A generates electrical power using mechanical power. The generated electrical power is applied to the positive and negative DC busbars 31A and 31B transferred and from there either the second rectifier / inverter 32A for operating the second torque machine 35B or the high voltage bus 29 to charge the high voltage battery 25 using energy and torque balance equations, or both.

Das Steuerschema für das Antriebsstrangsystem steuert und verwaltet elektrische Leistung in einem von mehreren Betriebsmodi, abhängig von der Größe einer Bedienerdrehmomentanforderung und einer Kapazität für das Antriebsstrangsystem 20 zum Erreichen einer Drehmomentabgabe, die darauf anspricht.The powertrain system control scheme controls and manages electrical power in one of several modes of operation, depending on the size of an operator torque request and a powertrain system capacity 20 to achieve a torque output responsive thereto.

In einem ersten Betriebsmodus befindet sich die Schaltereinrichtung 36 in einem geschlossenen Zustand, wodurch der Hochspannungsbus 29 an die DC-Kopplung 31 geklemmt wird und elektrische Leistung zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B fließt. Im ersten Betriebsmodus ist die DC-Koppelspannung, d. h. das Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DG-Koppelstromschiene 31A und 31B über den Hochspannungs-Filterkondensator 33 gleich der Spannung der Hochspannungsbatterie 25. Die Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B ist daher auf das begrenzt, was mit der DC-Koppelspannung erreichbar ist, die äquivalent zu der Spannung des Hochspannungsbusses 29 ist (d. h. der Spannung der Hochspannungsbatterie 25). Im ersten Betriebsmodus gibt es einen elektrischen Energieausgleich zwischen der Hochspannungsbatterie 25, der ersten Drchmomentmaschine 35A und der zweiten Drehmomentmaschine 35B.In a first operating mode, the switch device is located 36 in a closed state, eliminating the high voltage bus 29 to the DC coupling 31 is clamped and electrical power between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B flows. In the first mode of operation is the DC coupling voltage, ie the voltage potential between the positive and negative DG coupling busbar 31A and 31B over the high voltage filter capacitor 33 equal to the voltage of the high voltage battery 25 , The engine torque output by the second torque machine 35B is therefore limited to what is achievable with the DC coupling voltage equivalent to the voltage of the high voltage bus 29 is (ie the voltage of the high voltage battery 25 ). In the first operating mode, there is an electrical energy balance between the high voltage battery 25 , the first torque machine 35A and the second torque machine 35B ,

In einem zweiten Betriebsmodus befindet sich die Schaltereinrichtung 36 in einem offenen Zustand, wodurch der Hochspannungsbus 29 von der DC-Kopplung 31 elektrisch entkoppelt ist und zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B keine elektrische Leistung fließt. Im zweiten Betriebsmodus ist die DC-Koppelspannung, d. h. das Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B nicht auf die Spannung der Hochspannungsbatterie 25 begrenzt. Stattdessen wird das Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B über dem Hochspannungs-Filterkondensator 33 durch die Spannung vom ersten Gleichrichter/Wechselrichter 32A auf der Grundlage einer Eingabe von der ersten Drehmomentmaschine 35A getrieben, die von der Kraftmaschine 40 angetrieben wird. Folglich kann die Spannung, die von der DC-Kopplung 31 an den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32B geliefert wird, größer als die Spannung der Hochspannungsbatterie 25 sein. Daher kann eine äquivalente Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B bei niedrigeren Motorströmen erreicht werden, oder die Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B kann bei äquivalenten Motorströmen größer sein. Im zweiten Betriebsmodus gibt es einen Energieausgleich zwischen der ersten Drehmomentmaschine 35A und der zweiten Drehmomentmaschine 35B.In a second operating mode, the switch device is located 36 in an open state, eliminating the high voltage bus 29 from the DC coupling 31 is electrically decoupled and between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B no electrical power flows. In the second mode of operation is the DC coupling voltage, ie the voltage potential between the positive and negative DC busbars 31A and 31B not on the voltage of the high voltage battery 25 limited. Instead, the voltage potential between the positive and negative DC link busbars 31A and 31B over the high voltage filter capacitor 33 by the voltage from the first rectifier / inverter 32A based on input from the first torque machine 35A driven by the engine 40 is driven. Consequently, the voltage coming from the DC coupling 31 to the second rectifier / inverter 32B is delivered, greater than the voltage of the high voltage battery 25 be. Therefore, an equivalent engine torque output may be provided by the second torque machine 35B be achieved at lower motor currents, or the engine torque output by the second torque machine 35B may be larger at equivalent motor currents. In the second mode of operation, there is an energy balance between the first torque machine 35A and the second torque machine 35B ,

In einem dritten Betriebsmodus wird die Schaltereinrichtung 36 zyklisch zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand umgeschaltet, z. B. unter Verwendung eines pulsbreitenmodulierten Signals (PWM-Signals) mit einem steuerbaren Tastverhältnis, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B periodisch zu unterbrechen. Im dritten Betriebsmodus ist die DC-Koppelspannung, d. h. das Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B ebenfalls nicht auf die Spannung der Hochspannungsbatterie 25 begrenzt. Stattdessen wird das Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B über dem Hochspannungs-Filterkondensator 33 durch die Spannung vom ersten Gleichrichter/Wechselrichter 32A auf der Grundlage einer Eingabe von der ersten Drehmomentmaschine 35A, die von der Kraftmaschine 40 angetrieben wird, und des Tastverhältnisses des PWM-Signals an der Schaltereinrichtung 36 getrieben. Somit kann die Spannung, die von der DC-Kopplung 31 an den zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32B geliefert wird, größer als die Spannung der Hochspannungsbatterie 25 sein. Eine äquivalente Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B kann daher bei niedrigeren Motorströmen erreicht werden, oder die Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B kann bei äquivalenten Motorströmen größer sein. Die Motordrehmomentabgabe durch die zweite Drehmomentmaschine 35B kann bei einem Anstieg der DC-Koppelspannung ansteigen und kann auf eine obere Spannungsgrenze, z. B. 500 VDC begrenzt sein. Im dritten Betriebsmodus wird der Energieausgleich zwischen der ersten Drehmomentmaschine 35A und der zweiten Drehmomentmaschine 35B durch einen periodischen Energieausgleich abgeschwächt, der die Hochspannungsbatterie 25 umfasst.In a third mode of operation, the switch means 36 cyclically switched between the open state and the closed state, z. B. using a pulse width modulated signal (PWM signal) with a controllable duty cycle to an electrical power flow between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B to interrupt periodically. In the third mode of operation is the DC coupling voltage, ie the voltage potential between the positive and negative DC busbars 31A and 31B also not on the voltage of the high voltage battery 25 limited. Instead, the voltage potential between the positive and negative DC link busbars 31A and 31B over the high voltage filter capacitor 33 by the voltage from the first rectifier / inverter 32A based on input from the first torque machine 35A that from the engine 40 is driven, and the duty ratio of the PWM signal to the switch means 36 driven. Thus, the voltage coming from the DC coupling 31 to the second rectifier / inverter 32B is delivered, greater than the voltage of the high voltage battery 25 be. An equivalent engine torque output by the second torque machine 35B can therefore be achieved at lower engine currents, or the engine torque output by the second torque machine 35B may be larger at equivalent motor currents. The engine torque output by the second torque machine 35B may increase with an increase in the DC coupling voltage and may be limited to an upper voltage limit, e.g. B. 500 VDC be limited. In the third mode of operation, the energy balance between the first torque machine 35A and the second torque machine 35B attenuated by a periodic energy balance, the high voltage battery 25 includes.

3 zeigt auf schematische Weise ein Steuerschema zum Steuern der Arbeitsweise eines Hybridantriebsstrangs, z. B. des mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Hybridantriebsstrangs 20 in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung. 3 schematically shows a control scheme for controlling the operation of a hybrid powertrain, z. B. with reference to 1 and 2 described hybrid powertrain 20 in response to the operator torque request.

Während eines fortlaufenden Betriebs des Antriebsstrangsystems wird eine Bedienerdrehmomentanforderung (TO_REQ) mit Hilfe der Bedienerschnittstelle 14 überwacht (305).During continuous operation of the powertrain system, an operator torque request (TO_REQ) is made using the operator interface 14 supervised ( 305 ).

In Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung wird ein Motordrehmomentbefehl bereitgestellt, der vorzugsweise die Gestalt eines Motordrehmomentbefehls für die zweite Drehmomentmaschine 35B annimmt, der an den Endantrieb 60 übertragen wird (TB_CMD = f(TO_REQ)) (310).In response to the operator torque request, a motor torque command is provided, preferably in the form of a motor torque command for the second torque machine 35B assumes the final drive 60 is transmitted (T B_CMD = f (TO_REQ)) ( 310 ).

Es wird eine bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) ermittelt (315), zum Beispiel durch Berechnungen oder Bezugnahme, und diese entspricht dem Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine 35B, der an den Endantrieb 60 übertragen wird (TB_CMD). Eine bevorzugte DC-Koppelspannung kann beispielsweise so ermittelt werden, dass der elektrische Maschinenstrom, der benötigt wird, um den Motordrehmomentbefehl zu erreichen, minimiert wird und damit eine ohmsche Erwärmung minimiert wird. Alternativ oder zusätzlich können bei der Ermittlung der bevorzugten DC-Koppelspannung Drehmomenterzeugungsüberlegungen für die zweite Drehmomentmaschine 35B dominant sein. Zusätzlich zu Drehmomentüberlegungen für die zweite Drehmomentmaschine 35B kann die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) aufgrund von elektrischen Energieausgleichsbetrachtungen auch von einem Motordrehmomentbefehl für die erste Drehmomentmaschine 35A (TA_CMD) beeinflusst werden, und sie kann unter Berücksichtigung derartiger Überlegungen ermittelt werden.A preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) is determined ( 315 ), for example by calculations or reference, and this corresponds to the engine torque command for the second torque machine 35B that is attached to the driveline 60 is transmitted (T B_CMD ). For example, a preferred DC coupling voltage may be determined so that the electrical machine current needed to achieve the motor torque command is minimized and thus ohmic heating is minimized. Alternatively or additionally, in determining the preferred DC coupling voltage, torque generation considerations may be applied to the second torque machine 35B be dominant. In addition to torque considerations for the second torque machine 35B For example, the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) may also be due to an engine torque command for the first torque machine due to electrical energy balance considerations 35A (T A_CMD ) and it can be determined taking into account such considerations.

Die DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) wird fortlaufend überwacht und entspricht der Größe der Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT), wenn der Hochspannungsbus 29 an die DC-Kopplung geklemmt ist (d. h. die Schaltereinrichtung 36 geschlossen ist). Die DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) kann von der Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) abweichen, wenn der Hochspannungsbus 29 nicht an die DC-Kopplung geklemmt ist (d. h. wenn die Schaltereinrichtung 36 offen oder unter Verwendung eines PWM-Signals mit einem steuerbaren Tastverhältnis gesteuert wird, um eine elektrische Leistung, die zwischen der Hochspannungsbatterie 25 fließt, periodisch zu unterbrechen).The DC link voltage (V DC_LINK_MON ) is continuously monitored and corresponds to the magnitude of the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) when the high voltage bus 29 clamped to the DC coupling (ie the switch means 36 closed is). The DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ) may depend on the voltage of the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) deviate when the high voltage bus 29 is not clamped to the DC coupling (ie when the switch means 36 open or controlled using a PWM signal with a controllable duty cycle to provide electrical power between the high voltage battery 25 flows, periodically interrupting).

Aus den vorstehenden erwähnten ersten, zweiten und dritten Betriebsmodi wird einer auf der Grundlage der bevorzugten DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF), der überwachten DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) und der Größe der Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) gewählt (320). Die Arbeitsweise das Antriebsstrangsystems 20 wird in dem gewählten ersten, zweiten oder dritten Betriebmodus unter Verwendung der Schaltereinrichtung 36 gesteuert, um die DC-Koppelspannung (VDC_LINK) zu steuern, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B zu steuern. Alternativ wird die Arbeitsweise des Antriebsstrangsystems 20 im gewählten ersten, zweiten oder dritten Betriebsmodus unter Verwendung des Entladeschalters 34 gesteuert, um die DC-Koppelspannung (VDC_LINK) zur Steuerung des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B zu steuern.From the above-mentioned first, second, and third operation modes, one based on the preferred DC link voltage (V DC_LINK_PRF ), the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ), and the magnitude of the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) selected ( 320 ). The operation of the powertrain system 20 is in the selected first, second or third operating mode using the switch means 36 controlled to control the DC link voltage (V DC_LINK ) to an electrical power flow between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B to control. Alternatively, the operation of the powertrain system 20 in the selected first, second or third operating mode using the discharge switch 34 controlled to the DC link voltage (V DC_LINK ) to control the electrical power flow between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B to control.

Das Hybridantriebsstrangsystem 20 wählt den ersten Betriebsmodus (MODE 1), wenn die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) und die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) gleich oder kleiner als die Größe der Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) sind. Die Schaltereinrichtung 36 wird in den geschlossenen Zustand gesteuert und elektrische Leistung fließt zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B über die positive und negative DC-Koppelstromschiene 31A und 31B. Im ersten Betriebsmodus wird die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) gleich der Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) gesetzt.The hybrid powertrain system 20 selects the first mode of operation (MODE 1) when the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) and the monitored DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ) is equal to or less than the magnitude of the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) are. The switch device 36 is controlled in the closed state and electrical power flows between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B via the positive and negative DC link busbar 31A and 31B , In the first mode of operation, the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) becomes equal to the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) is set.

Das Hybridantriebsstrangsystem 20 arbeitet im zweiten Betriebsmodus (MODE 2), wenn die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) größer als die Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) ist und die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) kleiner als eine obere Spannungsgrenze (VTHD) ist. Die Schaltereinrichtung 36 wird in den offenen Zustand gesteuert, um elektrische Leistung, die zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B fließt, vollständig zu unterbrechen. Das überwachte Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 314 und 31B über dem Hochspannungs-Filterkondensator 33, d. h. die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) wird von der Spannung vom ersten Gleichrichter/Wechselrichter 32A auf der Grundlage einer Eingabe von der ersten Drehmomentmaschine 35A getrieben, die von der Kraftmaschine 40 angetrieben wird. Der Betrieb im zweiten Betriebsmodus wird so lange fortgesetzt, wie die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) größer als die Spannung von der Hochspannungsbatterie 25 am Hochspannungsbus 29 (VBAT) ist und die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) kleiner als die obere Spannungsgrenze (VTHD), z. B. 500 VDC ist. Die obere Spannungsgrenze (VTHD) ist mit Entwurfsbeschränkungen und Betriebsfähigkeiten der verschiedenen Antriebsstrangkomponenten verbunden, welche umfassen aber nicht beschränkt sind auf die positive und negative DC-Koppelstromschiene 31A und 31B, den ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B und die erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B. Im zweiten Betriebsmodus ist die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_PRF) derjenige Wert, der zuvor beispielsweise durch Berechnungen oder Bezugnahme ermittelt wurde (315).The hybrid powertrain system 20 operates in the second operating mode (MODE 2) when the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) is greater than the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) and the monitored DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ) is less than an upper voltage limit (V THD ). The switch device 36 is controlled in the open state to electrical power between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B flows, completely interrupting. The monitored voltage potential between the positive and negative DC busbars 314 and 31B over the high voltage filter capacitor 33 ie, the monitored DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ) is the voltage of the first rectifier / inverter 32A based on input from the first torque machine 35A driven by the engine 40 is driven. Operation in the second mode of operation continues as long as the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) is greater than the voltage from the high voltage battery 25 on the high voltage bus 29 (V BAT ) and the monitored DC coupling voltage (VDC_LINK_MON) is less than the upper voltage limit (V THD ), z. B. 500 VDC is. The upper voltage limit (V THD ) is associated with design limitations and operating capabilities of the various powertrain components, including but not limited to the positive and negative DC busbars 31A and 31B , the first and second rectifier / inverter 32A and 32B and the first and second torque machines 35A and 35B , In the second operating mode, the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_PRF ) is the value that was previously determined, for example, by calculations or reference ( 315 ).

Das Hybridantriebsstrangsystem 20 arbeitet im dritten Betriebsmodus (MODE 3), wenn die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) gleich der oder größer als die obere Spannungsgrenze (VTHD) ist. Ein Betrieb im dritten Betriebsmodus umfasst, dass die Schaltereinrichtung 36 unter Verwendung eines PWM-Signals mit einem steuerbaren Tastverhältnis gesteuert wird, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie 25 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter 32A und 32B periodisch zu unterbrechen, um die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) über dem Filterkondensator 33 zu verringern. Alternativ umfasst der Betrieb im dritten Betriebmodus, dass der Entladeschalter 34 unter Verwendung des PWM-Signals mit dem steuerbaren Tastverhältnis gesteuert wird, um eine elektrische Leistung über dem Filterkondensator 33 und dem ersten und zweiten Gleichrichter/ Wechselrichter 32A und 32B periodisch zu entladen, um die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) zu verringern. Alternativ werden sowohl die Schaltereinrichtung 36 als auch der Entladeschalter 34 unter Verwendung des PWM-Signals gesteuert, um elektrische Leistung periodisch zu entladen (330). Das überwachte Spannungspotential zwischen der positiven und negativen DC-Koppelstromschiene 31A und 31B über dem Hochspannungs-Filterkondensator 33; d. h. die überwachte DC-Köppelspannung (VDC_LINK_MON) wird von der Spannung von dem ersten Gleichrichter/Wechselrichter 32A auf der Grundlage einer Eingabe von der ersten Drehmomentmaschine 35A getrieben, welche von der Kraftmaschine 40 angetrieben wird. Der Betrieb in dem dritten Betriebsmodus wird so lange fortgesetzt, wie die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) größer als die obere Spannungsgrenze (VTHD) ist.The hybrid powertrain system 20 operates in the third operating mode (MODE 3) when the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ) is equal to or greater than the upper voltage limit (V THD ). Operation in the third mode of operation includes the switch device 36 is controlled using a PWM signal with a controllable duty cycle to provide electrical power flow between the high voltage battery 25 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B periodically interrupt the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ) across the filter capacitor 33 to reduce. Alternatively, the operation in the third operation mode includes that of the discharge switch 34 is controlled with the controllable duty cycle using the PWM signal to provide electrical power across the filter capacitor 33 and the first and second rectifier / inverter 32A and 32B periodically to reduce the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ). Alternatively, both the switch device 36 as well as the discharge switch 34 controlled using the PWM signal to periodically discharge electrical power ( 330 ). The monitored voltage potential between the positive and negative DC busbars 31A and 31B over the high voltage filter capacitor 33 ; that is, the monitored DC dome voltage (V DC_LINK_MON ) is from the voltage of the first rectifier / inverter 32A based on input from the first torque machine 35A driven, which of the engine 40 is driven. Operation in the third mode of operation continues as long as the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ) is greater than the upper voltage limit (V THD ).

Das Hybridantriebsstrangsystem 20 arbeitet im ersten, zweiten oder dritten Betriebsmodus, um die Arbeitsweise der ersten und zweiten Drehmomentmaschine 35A und 35B in Ansprechen auf die Bedienerdrehmomentanforderung zu steuern (325). Ein bevorzugtes Steuerschema umfasst, dass die bevorzugte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) ermittelt wird und der Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine 35B wie vorstehend beschrieben an den Endantrieb 60 (TB CMD) übertragen wird. Überwachte Zustände des Hybridantriebsstrangsystems 20 umfassen eine gegenwärtige Drehzahl (NA) der ersten Drehmomentmaschine 35A und die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON). Eine proportionale (P) und integrale (I) Steuerlogik wird ausgeführt, um einen Motordrehmomentbefehl für die erste Drehmomentmaschine 35A (TA_CMD) in Ansprechen auf die gegenwärtige Drehzahl (NA) der ersten Drehmomentmaschine 35A und eine Differenz zwischen der überwachten DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) und der bevorzugten DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) zu ermitteln. Ein Drehmomentausgleich (Drehmomentausgleich) wird zwischen dem Motordrehmomentbefehl für die erste Drehmomentmaschine 35A (TA_CMD) und dem Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine 35B (TB_CMD) ausgeführt, um endgültige Motordrehmomentbefehle für die erste und zweite Drehmomentmaschine 35A und 35B zu ermitteln, d. h. TA FINAL bzw. TB_FINAL.The hybrid powertrain system 20 operates in the first, second or third operating mode to the operation of the first and second torque machine 35A and 35B in response to the operator torque request ( 325 ). A preferred control scheme includes determining the preferred DC link voltage (V DC_LINK_MON ) and the motor torque command for the second torque machine 35B as described above to the final drive 60 (T B CMD ) is transmitted. Monitored states of the hybrid powertrain system 20 include a current speed (N A ) of the first torque machine 35A and the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ). A proportional (P) and integral (I) control logic is executed to provide a motor torque command for the first torque machine 35A (T A_CMD ) in response to the current speed (N A ) of the first torque machine 35A and determine a difference between the monitored DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ) and the preferred DC coupling voltage (V DC_LINK_MON ). Torque compensation (torque compensation) occurs between the engine torque command for the first torque machine 35A (T A_CMD ) and the engine torque command for the second torque machine 35B (T B_CMD ) executed to final motor torque commands for the first and second torque machine 35A and 35B to determine, ie T A FINAL and T B_FINAL .

4 zeigt auf graphische Weise die simulierte Arbeitsweise des Hybridantriebsstrangsystems 20 unter Verwendung des mit Bezug auf 3 beschriebenen Steuerschemas, welches das Steuern der Schaltereinrichtung 36, um die überwachte DC-Koppelspannung (VDC_LINK_MON) bei oder unter der oberen Spannungsgrenze (VTHD) zu halten, und das Beibehalten einer ausgeglichenen Drehmomentabgabe durch die erste und zweite Drchmomentmaschine 35A bzw. 35B umfasst. 4 Graphically illustrates the simulated operation of the hybrid powertrain system 20 using the with respect to 3 described control schemes, which controls the switching device 36 to maintain the monitored DC link voltage (V DC_LINK_MON ) at or below the upper voltage limit (V THD ), and maintaining a balanced torque output by the first and second torque machines 35A respectively. 35B includes.

Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen der Beschreibung können anderen weitere Modifikationen und Veränderungen begegnen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, die als die beste Art zum Ausführen dieser Offenbarung betrachtet werden, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen enthalten wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The disclosure has described certain preferred embodiments and modifications thereto. While reading and understanding the description, others may encounter further modifications and changes. It is therefore intended that the disclosure not be limited to the particular embodiments disclosed which are believed to be the best mode for carrying out this disclosure, but that the disclosure will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems, das eine elektrische Hochspannungsschaltung enthält, die eine Hochspannungsbatterie und eine DC-Kopplung umfasst, die mit ersten und zweiten Gleichrichtern/Wechselrichtern gekoppelt ist, welche mit ersten und zweiten Drehmomentmaschinen elektrisch verbunden sind, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Motordrehmomentbefehl für die zweite Drehmomentmaschine empfangen wird; eine bevorzugte DC-Koppelspannung zum Erreichen des befohlenen Motordrehmoments durch die zweite Drehmomentmaschine ermittelt wird, und ein elektrischer Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv unterbrochen wird, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.A method of operating a hybrid powertrain system including a high voltage electrical circuit including a high voltage battery and a DC coupling coupled to first and second rectifiers / inverters electrically connected to first and second torque machines, the method comprising: receiving an engine torque command for the second torque machine; determining a preferred DC coupling voltage for achieving the commanded motor torque by the second torque machine, and electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling is selectively interrupted to achieve the preferred DC coupling voltage. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Unterbrechen des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen, umfasst, dass der elektrische Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung dauerhaft unterbrochen wird, wenn die bevorzugte DC-Koppelspannung größer als eine Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie ist.The method of claim 1, wherein selectively interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage comprises permanently interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling when the DC power supply preferred DC coupling voltage is greater than an output voltage of the high voltage battery. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Unterbrechen des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen, umfasst, dass der elektrische Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung periodisch unterbrochen wird, wenn eine überwachte DC-Koppelspannung größer als eine Schwellenwertspannung ist.The method of claim 1, wherein selectively interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage comprises periodically interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling, if any monitored DC coupling voltage is greater than a threshold voltage. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das periodische Unterbrechen des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung umfasst, dass ein Schalter, der zwischen die Hochspannungsbatterie und die DC-Kopplung gekoppelt ist, gesteuert wird, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.The method of claim 3, wherein periodically interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling comprises controlling a switch coupled between the high voltage battery and the DC coupling to control the electrical power flow between the high voltage battery and the high voltage battery Selectively interrupting DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Steuern des Schalters, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, umfasst, dass eine pulsbreitenmodulierte Steuerung des Schalters ausgeführt wird, der zwischen die Hochspannungsbatterie und die DC-Kopplung gekoppelt ist, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.The method of claim 4, wherein controlling the switch to selectively interrupt the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling comprises performing pulse width modulated control of the switch coupled between the high voltage battery and the DC coupling. to selectively interrupt the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das periodische Unterbrechen des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung umfasst, dass ein Schalter, der über die DC-Kopplung gekoppelt ist, gesteuert wird, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.The method of claim 3, wherein periodically interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling comprises controlling a switch coupled via the DC coupling to selectively interrupt the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Steuern des Schalters, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, umfasst, dass eine pulsbreitenmodulierte Steuerung des Schalters, der über die DC-Kopplung gekoppelt ist, ausgeführt wird, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung selektiv zu unterbrechen, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.The method of claim 6, wherein controlling the switch to selectively interrupt the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling comprises performing pulse width modulated control of the switch coupled via the DC coupling to the switch selectively interrupting electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das selektive Unterbrechen des elektrischen Leistungsflusses zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen, umfasst, dass der elektrische Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und der DC-Kopplung dauerhaft beibehalten wird, wenn die bevorzugte DC-Koppelspannung kleiner als eine Ausgangsspannung der Hochspannungsbatterie ist.The method of claim 1, wherein selectively interrupting the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling to achieve the preferred DC coupling voltage comprises maintaining the electrical power flow between the high voltage battery and the DC coupling permanently when the DC power supply preferred DC coupling voltage is smaller than an output voltage of the high voltage battery. Verfahren zum Betreiben eines Hybridantriebsstrangsystems, das eine Kraftmaschine und erste und zweite Drehmomentmaschinen, die mit einer Getriebeeinrichtung gekoppelt sind, um Drehmoment an einem Endantrieb zu übertragen, und eine elektrische Hochspannungsschaltung enthält, die eine Hochspannungsbatterie, eine DC-Kopplung, die mit ersten und zweiten Gleichrichtern/Wechselrichtern gekoppelt ist, die mit den ersten und zweiten Drehmomentmaschinen elektrisch verbunden sind, und einen Schalter enthält, der ausgestaltet ist, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter zu unterbrechen, wenn er in einen offenen Zustand gesteuert ist, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Motordrehmoment befohlen wird, das von der zweiten Drehmomentmaschine in Ansprechen auf eine Bedienerdrehmomentanforderung ausgegeben wird; eine bevorzugte DC-Koppelspannung ermittelt wird, um das von der zweiten Drehmomentmaschine ausgegebene befohlene Motordrehmoment zu erreichen; und der Schalter gesteuert wird, um den elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und dem ersten und zweiten Gleichrichter/Wechselrichter selektiv zu unterbrechen, um die bevorzugte DC-Koppelspannung zu erreichen.A method of operating a hybrid powertrain system including an engine and first and second torque machines coupled to a transmission device for transmitting torque to a driveline and a high voltage electrical circuit including a high voltage battery, a DC coupling coupled to first and second Rectifiers / inverters are electrically connected to the first and second torque machines and includes a switch which is configured to interrupt an electric power flow between the high voltage battery and the first and second rectifier / inverter when it is in an open state controlled, the method comprising: commanding an engine torque output from the second torque machine in response to an operator torque request; determining a preferred DC link voltage to achieve the commanded motor torque output by the second torque machine; and the switch is controlled to selectively interrupt the electrical power flow between the high voltage battery and the first and second rectifier / inverter to achieve the preferred DC coupling voltage. Hybridantriebsstrangsystem, das umfasst: eine Kraftmaschine und eine erste und zweite Drehmomentmaschine, die mit einem Getriebe gekoppelt sind, um ein Drehmoment an einen Endantrieb zu übertragen; eine elektrische Hochspannungsschaltung, die eine Hochspannungsbatterie, ein Gleichrichter/Wechselrichter-Modul und einen Schalter umfasst, wobei die Hochspannungsbatterie über eine DC-Kopplung mit dem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul elektrisch verbunden ist, das Gleichrichter/Wechselrichter-Modul mit der ersten und zweiten Drehmomentmaschine funktional elektrisch verbunden ist und der Schalter ausgestaltet ist, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und dem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul zu unterbrechen, wenn er in einen offenen Zustand gesteuert wird; und einen Controller, der eine Spannung der Hochspannungsbatterie und eine Spannung über der DC-Kopplung überwacht, eine bevorzugte Spannung über der DC-Kopplung ermittelt, und den Schalter steuert, um einen elektrischen Leistungsfluss zwischen der Hochspannungsbatterie und dem Gleichrichter/Wechselrichter-Modul in Ansprechen auf die Spannung der Hochspannungsbatterie, die Spannung über der DC-Kopplung und die bevorzugte Spannung über der DC-Kopplung zu unterbrechen.Hybrid powertrain system comprising: an engine and first and second torque machines coupled to a transmission for transmitting torque to a driveline; a high voltage electrical circuit comprising a high voltage battery, a rectifier / inverter module and a switch, the high voltage battery being electrically coupled to the rectifier / inverter module via a DC coupling, the rectifier / inverter module having the first and second torque machines is functionally electrically connected and the switch is configured to interrupt an electrical power flow between the high voltage battery and the rectifier / inverter module when it is controlled in an open state; and a controller that monitors a voltage of the high voltage battery and a voltage across the DC coupling, determines a preferred voltage across the DC coupling, and controls the switch to responsive to electrical power flow between the high voltage battery and the rectifier / inverter module break the voltage of the high voltage battery, the voltage across the DC coupling, and the preferred voltage across the DC coupling.
DE102011110906.8A 2010-09-02 2011-08-18 Method of operating a hybrid powertrain system and hybrid powertrain system Active DE102011110906B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/874,551 2010-09-02
US12/874,551 US8860348B2 (en) 2010-09-02 2010-09-02 Method and apparatus for controlling a high-voltage battery connection for hybrid powertrain system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011110906A1 true DE102011110906A1 (en) 2012-03-08
DE102011110906B4 DE102011110906B4 (en) 2022-06-15

Family

ID=45595613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011110906.8A Active DE102011110906B4 (en) 2010-09-02 2011-08-18 Method of operating a hybrid powertrain system and hybrid powertrain system

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8860348B2 (en)
CN (1) CN102398507B (en)
DE (1) DE102011110906B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019212473A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle, method for operating a battery system and motor vehicle
WO2021032411A1 (en) 2019-08-19 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle for balancing battery modules, method for operating a battery system and motor vehicle
WO2021032413A1 (en) 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle having a switching unit for heating the battery cells, method for operating the battery system, and motor vehicle

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013188092A (en) * 2012-03-09 2013-09-19 Aisin Aw Co Ltd Inverter device for electric vehicle
US8653841B2 (en) 2012-05-04 2014-02-18 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a high-voltage electrical circuit including a discharge circuit
BR112015004301A2 (en) * 2012-08-29 2017-07-04 Honda Access Kk system to monitor a vehicle's battery
US20140228166A1 (en) * 2013-02-12 2014-08-14 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling motor torques in a multi-mode powertrain system
JP6084914B2 (en) * 2013-09-24 2017-02-22 トヨタ自動車株式会社 Power supply system
US9470739B2 (en) * 2013-11-12 2016-10-18 Ford Global Technologies, Llc DC link capacitance measurement for electric vehicle drivetrain
US9956931B2 (en) * 2014-04-03 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Electrical power system for hybrid vehicles
US9643552B2 (en) * 2014-04-03 2017-05-09 Ford Global Technologies, Llc Electrical power system for hybrid vehicles
US9484852B2 (en) * 2014-04-07 2016-11-01 Fca Us Llc High power low voltage electrified powertrain
CN105785136B (en) * 2014-12-19 2020-10-23 福特全球技术公司 Direct current link capacitance measurement for electric vehicle drive train
US10286899B2 (en) * 2016-11-16 2019-05-14 Ford Global Technologies, Llc Operation of power electronics during battery communication loss
US10528023B2 (en) 2016-12-22 2020-01-07 General Dynamics-OTS. Inc. Electric motor drive system for low-voltage motor
US11345253B2 (en) * 2019-09-19 2022-05-31 Nio Usa, Inc. Vehicle power devices, systems, and methods for fail operational electronic control unit power management
US10836371B1 (en) * 2019-10-11 2020-11-17 Ford Global Technologies, Llc Battery saving controls associated with mobile generator use of a vehicle
DE102020114204A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Active discharge of a vehicle intermediate circuit element with pulse width modulation
US11752878B2 (en) * 2020-09-28 2023-09-12 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling a multi-mode powertrain system of a vehicle
DE102021115390B4 (en) 2021-06-15 2023-04-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Active discharge of a vehicle intermediate circuit element with a discrete discharge circuit generating PWM pulses
DE102021208781A1 (en) 2021-08-11 2023-02-16 Zf Friedrichshafen Ag Discharge circuit for an intermediate circuit capacitor in an inverter; Inverter with such a discharge circuit

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5373195A (en) 1992-12-23 1994-12-13 General Electric Company Technique for decoupling the energy storage system voltage from the DC link voltage in AC electric drive systems
JPH11280512A (en) * 1998-03-30 1999-10-12 Nissan Motor Co Ltd Hybrid vehicle
US6608396B2 (en) * 2001-12-06 2003-08-19 General Motors Corporation Electrical motor power management system
JP4111138B2 (en) * 2001-12-26 2008-07-02 トヨタ自動車株式会社 Electric load device, electric load device control method, and computer-readable recording medium storing a program for causing computer to execute electric load control
CN100361361C (en) * 2003-04-02 2008-01-09 宁波宝鑫铁路信号设备制造有限公司 Intelligent Railway Signal Power Switching Module
JP4438417B2 (en) * 2004-01-13 2010-03-24 トヨタ自動車株式会社 AC voltage generator and power output device
US7176648B2 (en) * 2004-05-18 2007-02-13 Husky Injection Molding Systems Ltd. Energy management apparatus and method for injection molding systems
JP4021431B2 (en) 2004-08-10 2007-12-12 ファナック株式会社 Converter device, inverter device, and DC link voltage control method
DE102005016177B4 (en) 2005-04-08 2008-07-03 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Circuit arrangement and associated driving method for an electric or hybrid vehicle with two DC sources
JP4517984B2 (en) * 2005-09-01 2010-08-04 トヨタ自動車株式会社 Hybrid car
US7457092B2 (en) * 2005-12-07 2008-11-25 Alpha & Omega Semiconductor, Lld. Current limited bilateral MOSFET switch with reduced switch resistance and lower manufacturing cost
JP4450001B2 (en) * 2007-03-26 2010-04-14 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle
CN101755383B (en) * 2007-11-01 2012-05-30 爱信艾达株式会社 Motor control device, drive device, and hybrid drive device
US8110948B2 (en) * 2008-04-03 2012-02-07 Ut-Battelle, Llc Power conversion apparatus and method
CN201457025U (en) * 2009-04-10 2010-05-12 北汽福田汽车股份有限公司 A hybrid power system and a vehicle equipped with the hybrid power system
KR20110045426A (en) * 2009-10-27 2011-05-04 현대자동차주식회사 Emergency operation device and method for maintaining vehicle operation in case of DC / DC converter failure
US8558492B2 (en) * 2009-11-13 2013-10-15 Lg Electronics Inc. Apparatus for driving motor of electric vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021032411A1 (en) 2019-08-19 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle for balancing battery modules, method for operating a battery system and motor vehicle
DE102019212473A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle, method for operating a battery system and motor vehicle
WO2021032413A1 (en) 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system for a motor vehicle having a switching unit for heating the battery cells, method for operating the battery system, and motor vehicle
WO2021032412A1 (en) 2019-08-21 2021-02-25 Robert Bosch Gmbh Battery system having a short-circuiting device for tripping a fusible link for a motor vehicle, method for operating a battery system, and motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US20120056567A1 (en) 2012-03-08
DE102011110906B4 (en) 2022-06-15
US8860348B2 (en) 2014-10-14
CN102398507A (en) 2012-04-04
CN102398507B (en) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011110906B4 (en) Method of operating a hybrid powertrain system and hybrid powertrain system
DE112009000162B4 (en) Control system for a rotating electric machine and a vehicle drive system
DE112014005684B4 (en) Control for hybrid vehicle
DE102007023743B4 (en) Control device for an internal combustion engine
DE102010020290B4 (en) Method for controlling a hybrid powertrain system
DE102015108450A1 (en) Traction motor drive with variable voltage for a hybrid motor vehicle
DE112013004242T5 (en) Electric vehicle drive system
DE102016108667B4 (en) Hybrid vehicle
DE102020132361A1 (en) SYSTEMS AND METHODS FOR MANAGING ELECTRIC MOTOR TORQUE IN A HYBRID ELECTRIC VEHICLE
EP3036140B1 (en) Vehicle control system for an at least partially electrically driven vehicle
DE10254411A1 (en) Power management system for an electric motor
DE102012209200A1 (en) Method and apparatus for controlling torque output of a hybrid powertrain system
DE112014002778T5 (en) Power supply system of an electrically operated vehicle
DE112010004867T5 (en) Hybrid vehicle and its control method
DE102013113831A1 (en) Method and apparatus for managing depletion of charge in a plug-in hybrid vehicle
DE102014217018B4 (en) Control strategy for a hybrid vehicle with a deactivated electric motor
DE112011100239T5 (en) System and method for controlling a direct electrical connection in a vehicle drive system
DE112008003049T5 (en) Drive control device for a vehicle
DE112012001156T5 (en) Control device for an internal combustion engine and control method for an internal combustion engine
DE102015107117A1 (en) PERFORMANCE CONTROL SYSTEM OF A HYBRID VEHICLE
DE102018200600B4 (en) MOTOR VEHICLE
DE112014002828T5 (en) Power supply system
DE102014210921A1 (en) Vehicle with a rotating electrical machine, inverter and electronic control unit and associated control method
DE102013207821A1 (en) A method and apparatus for monitoring a high voltage electrical circuit including a discharge circuit
DE102011075487A1 (en) Vehicle electrical system and method of controlling an inverter during engine deceleration

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60W0020000000

Ipc: B60W0020130000

R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final